Ракетный котел - 2

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

я это прекрасно понимал хотел от Вас услышать что бы убедиться что Вы может сразу не поняли примеров котлов с шамотом в зоне горения и вода охлаждаемой шахтой сверху

 

все это косвенные данные

с уважением смотрю за Вашими опытами-постами и темой автора в целом
дай Бог с автоматизацией все удачно получиться!-

 

Думаю, что эволюционно Руслан придёт и к лямбда зонду и к управлению вторичкой по нему... когда надоест искать максимум температуры фронта горения, который "бегает" вверх-вниз по райзеру и не хочет тормозиться в районе термопары.
Тогда прицепит он жигулёвский зонд к своей Ардуинке и станет ему совсем скучно - проект закроется, т. к. достигнет логического финала: Автоматизация горения закончится полной победой. И начнёт он новый проект.

 

Перенести платину в колпак над райзером и нет проблем с беганием.

 

@StarykovMih, Да это проект закроется, но новый откроется. Пора уже тему открывать, как только соберусь, начну...

 

"Факт наличия свободного кислорода и означает, что топлива в смеси должно быть больше, поскольку часть кислорода не вступила в реакцию. И наоборот, если кислорода нет или очень мало, то требуется уменьшить подачу топлива, тем более что если топлива окажется слишком много, то это приведёт к появлению сажи и так называемого «грязного» выхлопа." (Вика: https://ru.wikipedia.org/wiki/Лямбда-зонд).
В нашем случае можно, конечно, количество "топлива" уменьшить первичкой, но лучше управлять вторичкой, добавляя и убавляя её, добиваясь качества сгорания.
Кстати, вот тут автомобилисты уже зонд прицепили к Ардуинке, можно почитать:
https://www.drive2.ru/c/1557161/

 

Прыжковые лямбды уж на слишком большой процент кислорода заточены.

 

Можно пробовать использовать широкополосные, они не намного дороже (30$ против 20$)...
https://ru.aliexpress.com/item/Free-Shipping-4-wire-Lambda-Probe-Oxygen-Sensor-for-VAUXHALL-RFRONTERA-MK-II-2-2-i/32622824816.html?spm=a2g0v.10010108.1000016.1.4cd97a54XY5Tb7&isOrigTitle=true
только будет ли стоить овчинка выделки?
Может быть лучше использовать гарантировано чистый выхлоп, чем самому калибровать количество кислорода?

 

может быть когда воздуха в достаточном количестве, и тогда это будет хорошо, а может быть и тогда, когда воздуха "слишком много", и тогда это уже будет "не хорошо", так как лишний воздух будет уносить в окружающую атмосферу драгоценное тепло.
Так что все же широкополосный лямбда зонд или удаленное визуальное наблюдение, как у меня реализовано.

 

Берг стремится к 8-9%, прыжковые 14-15%, измерения во многих странах по 13% производят. Информация к размышлению.

 

Ок, Вот тут за 16,5$ можно заказать.
https://ru.aliexpress.com/item/Universal-4-Wire-O2-Oxygen-Sensor-Extender-Zirconia-Lambda-Probe-Protection-Cover-Broadband-Wideband-Car-Sensor/32835772397.html?spm=a2g0v.10010108.1000016.1.37daee16a5tMqX&isOrigTitle=true
Похоже, цена от "ширины" не зависит.
Народ и их на Ардуино цепляет:
www_точка_drive2.com/l/9214342/
UPD:
Полазил по автомобильным форумам. Использование широкополосного зонда для автомобиля не тривиально, но для наших целей не всё так мрачно:
"Обычный циркониевый лямбда зонд, Это аналоговый прибор, а никак не цифровой.
Не надо ничего усиливать достаточно лямбду нагреть до 350-450 градусов. и напряжение на выходе смотреть, после первого скачка выходит на рабочий режим, и крути болты на карбюраторе до напряжения 0.45 +- 0.05 (Это по секрету если не хочешь деньги платить.) НО Применимо только на устоявшихся режимах работы."
Вместо "...крути болты на карбюраторе до напряжения 0.45 +- 0.05..." мы можем сказать, крути заслонку вторички...

 

Только что отоваривался на Банггуде по другой электронной теме (у меня кроме котла параллельно еще несколько проектов в работе), посмотрел на лямбда зонды... Ну не так, чтобы уж очень дорого: 15-19 вечнозеленых, но вот что-то интуитивно меня остановило от того, чтобы их забросить в свою корзину. Привык доверять внутреннему чувству, потому не купил. Логического объяснения пока не имею.

Возможно, в глубине души хочу еще поиграться с математическим прогнозированием (это не очень гуманное желание), или, как бывает, назревает какой-то интеллектуальный прорыв, дорогу к которому наличие лямбда зонда сделает нерациональной (а вот это уже неплохая мотивация).
Кроме того, уже понимаю, что от наличия термопары в зоне горения лучше не отказываться: она там всё равно необходима для контроля и предотвращения перегрева материала камеры.

И еще, в ряде случаев информация о том или ином процентном содержании свободного кислорода в дымгазе мало о чем говорит. К сожалению. И речь именно о тех случаях, когда автоматика нужна как воздух.
К примеру, когда происходит срыв горения в трубе (от падения температуры там, как вариант). А бункер горячий, и газ (дым) валит в трубу. Газ валит, а нормального горения нет. Даже при наличии подачи вторичного воздуха (бывает такое). Процент кислорода растет... Автоматика глушит вторичку все больше, пока не получит почти чисто дым без воздуха (и будет довольна очень качественным и чистым горением, как ей кажется).
И при сравнительно низких температурах в зоне горения лямбда зонд тоже будет доволен качеством - несмотря на то, что большое количество несгоревших веществ будет проходить транзитом. Не, можно конечно поставить еще платиновый катализатор после этой лямбды, а за катализатором второй лямбда зонд (так в автомобилях и делают, чтобы исключить вышеописанный глюк восприятия), но... для котла это как-то уж слишком.

В автомобиле условия сгорания топлива в цилиндрах варьируются очень слабо (практически одна и та же температура, одно и то же давление...), а в котле всё меняется в широчайших пределах.

В общем, если ставить лямбда зонд, то всё равно в паре с термодатчиком внутри зоны горения.
Просто потому, что это твердотопливный котел, а не автомобильный двигатель.

Да еще и два источника воздуха имеем (ну три даже, если считать кислород в самом топливе): первичка тоже нередко участвует во вторичном горении. В угольный период именно вторичка постепенно становится основным поставщиком воздуха для камеры сгорания.

Так что... давайте я пока доведу до ума алгоритм по температурам, а лямбду уже позже начнем встраивать, в уже отработанную и гармоничную систему. Как дополнительную функцию для еще большего увеличения стабильности и качества работы.

Вот точно так же, как я делал с самого начала - сперва обеспечил стабильную работу котла без всякой автоматики, затем стабильную работу с котловым регулятором, теперь тружусь над стабильной работой с электроникой (сначала научились управлять вторичкой, потом первичкой...) При этом каждый последующий этап просто улучшает уже существующее, но не является критически необходимым для работы системы.

И всё происходит на "живом организме", система продолжает работать, без перерывов, без остановок на апгрейд. Я могу в большом диапазоне менять алгоритмы, не вгоняя систему в дисбаланс, не приводя ее к критическим ошибкам. Это удается потому, что До уровня электронного управления уже есть уровни, обеспечивающие стабильность системы. И новая система становится "сверху", как дополнение.

Это своего рода постепенное эволюционное развитие, приводящее к появлению здорового и жизнеспособного организма с несколькими последовательными уровнями защиты. Революционный путь развития предполагает наличие скачка, где всё, что между "было" и "стало" осталось не проработанным, потому такая система имеет гораздо меньшую степень прочности и устойчивости.

И речь здесь не об эволюции только в мозгах конструктора, а о том, что каждый эволюционный этап физически накладывается на реальное изделие своего рода слоями, не отвергая предыдущий слой, а дополняя его. Тогда стабильность системы обеспечивает не только "последний слой", а все слои совокупно.

Да, это долго... Но это не котёнок, который родится быстро.

Ну а пока что такое: уменьшил пропорциональную составляющую ПИД первички для уменьшения динамики нарастания мощности, а также увеличил интегральную и пропорциональную составляющие для более быстрого сглаживания колебаний, но это привело к обратному эффекту. В основном из-за уменьшения пропорционального коэффициента. Как оказалось, бункер лучше отрабатывает резкие переходы, и именно на фронте нарастания, а плавные переходы энергетически суммируются, и потом возникает длительная инерция.
То есть, нужно получить управляющий сигнал с крайне несимметричной синусоидой - с резким нарастанием и плавным затуханием.

Также необходимы разные коэффициенты ПИД для начала работы закладки и для "угольного" периода. Фактически, это абсолютно разные системы, которые абсолютно по разному реагируют на управляющий сигнал. И здесь, если вводишь в "идеал" первый этап, страдает финиш, и наоборот.

Немного поработал над алгоритмом по вторичке - в формулу ввел не только динамику изменения температуры, но и саму фактическую температуру.

Теперь график выглядит так:

Фиолетовый - это как раз управляющий сигнал на вторичку.
А зеленое - это крайне неудачный вариант настройки ПИДов, о котором говорил выше.

Для сравнения график при предыдущем алгоритме:


Что понравилось: начал просто уже издеваться над котлом в плане топлива: гружу вообще не колотое, в толстой мокрой коре, в снегу, без нормальной укладки, а просто как в бункер упадет. И по диагонали, и крест на крест гружу, и даже угли на колосник не сгребаю, ближе к трубе... да и вообще тех углей в сумме с горсть оставляю где-то по углам бункера.
А он запускается. Он вытягивает...
Без электроники я бы уже раз десять таким образом угробил бы запуск закладки до необходимости нового полноценного розжига.

Еще что понравилось: появилась общая плавность работы по мощности. Это очень заметно в помещениях.

Что еще: стало меньше кушать дров. Тоже заметно.

 

@Perelesnik, По быстрому установил термопару в верхнюю часть около райзера, у меня там переход, на ТО, думаю, что пять см. не сильно то ошибку нагонят. Так вот температура следует за показанием нижней термопары, только более плавно, без резких скачков. Показания в 1,8 раза ниже. Т е если в райзере 700, то в колпаке 360-380. В принципе поставить градусник сюда можно, несколько упадет точность, линейность не совсем соответствует к=1,8 гуляет в окресностях этой величины. Кстати я думаю, что у меня температура ниже потому, что топливник тот же от ракетки объемом 7-8 литров. Для газового баллона маловато будет. Попросту пиролизного газа не хватает райзер до 1000 нагреть. 860 потолок, потом пламя из щелей и дым через крышку. Надо еще отработку попробовать, до нее пока руки не дошли. Что то еще хотели посмотреть, забыл, напомни плз...

 

Да, еще если интересно, растопка занимает минуты три четыре, как только в райзере температура доходит до 350 градусов, сразу идет подхват вторичкой, с гулом и подъемом до 700 секунд за 10, т е самовоспламенение при этой температуре подтверждается. Это на растопке, видно на холодный райзер "дымок" налипает, а потом по быстрому пыхает. После опытов разбираю горизонтальный канал (за минуту уже укладываюсь), чистый как у кота... В ТО надо догнать до 400, там воздуха уже маловато для вспышки.

 

Вот и получается, что устанавливать вверху термопару - не вариант... фронт бегает где-то между, но ближе к низу...